[发明专利]一种多功能纳米复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，特别涉及一种高效杀菌、强力分解有害有机物的纳米复合材料制备方法。

技术背景

生态环保意识的不断加强及传统多功能纳米复合材料的日益匮乏，为纳米复合材料的研究提供了社会背景和生态意义。在日常生活中，有害有机物及细菌等随处可见，如新家具、新房装修、新车等会散发甲醛、苯、氨等有害有机物，厨房、卫生间、公共场所等地方是细菌、真菌的聚集地。这些有害有机物及细菌的存在，严重威胁着人们的身体健康。因此，研发一种高效杀菌、强力分解有害有机物纳米复合材料是一个既有社会意义又有经济意义的课题。本技术发明具有以下功能和特点：（1）纳米TiO₂光催化杀菌：纳米TiO₂光催化利用自然光即可催化，强力分解甲醛、苯、氨等有害有机物，分解有害物质及杀菌的速度和效果是普通光触媒材料的数倍。充分发挥高效抗菌、强力降解有机污染物、清除异味、自净化的功能，并具有无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点，能够长期保护生态自然环境，是最具有开发前景的绿色环保材料之一。（2）纳米银杀菌：纳米银通过损伤细菌DNA、中断细胞信号、活性氧自由基的氧化损伤、菌体内容物泄漏、脱氢酶失活，可对霉菌、葡萄球菌、大肠杆菌及大部分病菌、病毒有非常好的抑制和杀灭作用，并且效果持久。本发明介绍一种多功能纳米复合材料的制备方法，其具有杀菌能力强、效果持久、彻底分解有害有机物等特点。

发明内容

(1)  本发明的目的之一提供一种工艺简单的多功能纳米复合材料的制备方法。

(2)  本发明的目的二克服了传统的消毒、杀菌产品杀菌能力弱、不能彻底的分解有害有机物及清除细菌等困难。

(3)  本发明的目的之三是将纳米TiO₂与纳米银复合，得到具有杀菌能力强、效果持久、彻底分解有害有机物的多功能纳米复合材料。

本发明采取以下技术方案：

步骤一：以分析纯的钛酸正丁酯(Ti(OC₄H₉)₄)为前驱物，无水乙醇为溶剂，醋酸为螯合剂，通过硝酸调整PH值。具体制备过程为：将钛酸丁酯([CH₃(CH₂)₃O]₄Ti)在剧烈搅拌下滴加到无水乙醇中，充分搅拌，得淡黄色溶液，然后向其依次加入醋酸、硝酸和去离子水，继续搅拌，最终得到稳定的TiO₂溶胶。将上述溶胶进行退火处理，退火温度分别为450℃、500℃、550℃，保温时间5小时。然后自然降温，得到锐钛矿TiO₂粉末样品，将粉末样品球磨24小时，粉末样品中的TiO₂颗粒尺寸为5-25 nm。

步骤二：按照结冷胶：NaCl=1:9的重量份比混合均匀，然后将混合均匀的混合物放入置于超声波场中的高剪切分散乳化机反应釜中，然后加入去离子水，加热至65⁰C，转速为1100rpm/min，充分搅拌得到混合溶液，然后向其加入去离子水，直到混合物经搅拌后能完全溶解在水中为止。向上述混合溶液加入乙二醇，充分搅拌，使混合物均匀。将三乙醇胺溶解于65⁰C热水中然后加入上述混合溶液中，继续搅拌，使混合物均匀。最后，将硝酸银和柠檬酸的水溶液加入混合溶液中，转速提高到3500 rpm/min，搅拌2小时，得到纳米银溶液。纳米银溶液中纳米银颗粒尺寸为10nm-25nm

步骤三：将上述两种纳米材料分散到去离子水或75%酒精中，然后加入表面活性剂及稳定剂，即可得到杀菌能力强、效果持久、彻底分解有害有机物的多功能纳米复合材料。

所述的多功能纳米复合材料，其特征在于：锐钛矿型二氧化钛质量百分比为5%~12%，纳米银质量百分比为2%~4%，表面活性剂质量百分比为1%~2%，稳定剂质量百分比为0.5%~1%，溶剂质量百分比为81%~91.5%。

所述的多功能纳米复合材料，其特征是：所述的TiO₂颗粒尺寸为5nm-25nm。

所述的多功能纳米复合材料，其特征是：所述的纳米银溶液中纳米银颗粒尺寸为10nm-25nm。

所述的多功能纳米复合材料，其特征是：所述的溶剂为去离子水或75%酒精。

所述的多功能纳米复合材料，其特征是：所述的表面活性剂为脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或两种。

所述的多功能纳米复合材料，其特征是：所述的稳定剂为羧甲基纤维素钠、黄原胶中的一种或两种。